积石峡水电站厂房工程高流态自密实混凝土施工.pdf

水 刀 发电 积石峡水电站厂房工程 高流态 自密 实混凝 土施 工 万 海滨 余 兴和 ( 中国葛 洲坝集 团股 份有 限公 司西北分 公 司 ，青 海贵德8 1 1 7 0 0 ) 2 0 1 0年2月 摘要 ：积石 峡水 电站厂房工程在压力钢管平段 、肘管 、蜗 壳底 部 ，钢筋密集 的机墩 、薄壁风罩墙 、排架柱牛腿等 部位使用高流态 自密实混凝 土施 工 ，施工质量和施工进度都得到了保 证 ，为水电站高流 态 自密实混凝土施工积 累了 经 验 。 关键词 ：高流态混凝土 ；施工 ；积石峡水 电站 S e rf - c o mp a c ti n g Gnss Co n c r e t e Co n s t r u c t i o n i n J i s h i x i a Hy d r o p o we r S t a ti o n W a n Ha i b i n ， Yu Xi n g h e ( C h i n a G e z h o u b a G r o u p C o ， L t d N o r t h w e s t C o m p a n y ， G u i d e Q i n g h a i 8 1 1 7 0 0 ) Ab s t r a c t ： I n t h e c o n s t r u c t i o n o f h o r i z o n t a l s e g me n t o f p r e s s u r e p i p e ， e l b o w p i p e a n d t h e b o t t o m o f s c r o l l c a s e ，a nd t h e u ni t p i e r , t h i n a i r c o v e r w a l l ， c o r b e l o f b e n t c o l u mn a n d o t h e r s wi t h i n t e n s i v e s t e e l f r a me i n J i s h i x i a h y d r o p o w e r S t a t i o n t h e s e l f _ c o mp a c t i n g g u s s c o n c r e t e i s u s e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y a n d s c h e d u l e h a v e b e e n g u a r a n t e e d a n d t h e e x p e r i e n c e s o f c o n s t r u c t i o n c a n b e a s r e f e r e n c e f o r f u t u r e s e l f - c o mp a c t i n g gu s s c o n c r e t e c o n s t ru c t i o n Ke y Wo r d s ： gu s s c o n c r e t e ； c o n s t ruc t i o n ； J i s h i x i a Hy d r o p o w e r S t a t i o n 中圉分类号： T V 4 3 1 2 ；T V 7 4 1 ( 2 4 4 ) 文献标识码 ： B 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 3 6 0 2 积 石峡 水 电站位 于 青 海省 循 化 县境 内积石 峡 出 口处 ，最 大 坝 高 1 0 0 m，水 库 总 库 容 2 9 4亿 m ，装 机 容 量 3 x 3 4 0 MW 。 厂 房 为 坝 后 引 水 式 厂 房 ， 全 长 1 5 7 8 0 m。从 上 游 至 下 游 分 主 厂 房 、尾 水 副 厂 房 、 尾 水 渠 底 板 及 左 右 重 力 挡 墙 ：从 下 至 上 分 尾 水 管 层 、 蜗 壳 层 、 水 轮 机 层 及 发 电 机 层 。 厂 房 上 部 结 构 由 排 架 柱 、钢 吊 车 梁 、 混 凝 土 圈 梁 及 砖 混 结 构 组 成 ， 内 安 装 有 跨 度 为 2 9 O 0 m 的 桥 式 起 重 机( 7 1 0 0 1 6 0 0 1 0 0 k N) 。3台 机 组 采 用 一 机 一 管 的 供 水 方 式 ， 压 力 管 道 直 径 1 1 5 m 1 施工方案的确定 1 1 各部 位混 凝土 特点 ( 1 )压 力 钢 管下 平 段 。压 力 钢 管下 平段 分 普 通 钢 管 段 和 高 强 钢 管 段 高 强 钢 管 段 采 用 简 支 撑 加 固 普 通 钢 管 段 采 用 刚 性 支 撑 钢 管 最 大 直 径 1 1 5 m ， 钢 管 外 包 混 凝 土 厚 2 m 钢 管 周 边 为 单 层 钢 筋 网 ( 环 向筋为 b 3 6 2 0，纵 向分 布筋 为 2 8 2 0 ) 。钢 管 平 段 底 部 作 业 空 间 狭 小 不 易 振 捣 。 豳W a t e r P o u e l- V o 1 3 6 N o 2 ( 2)肘 管 部 位 。肘 管 为 钢 肘 管 左 右 向长 2 0 m顺 水 流 方 向 长 达 1 2 m 以 上 肘 管 底 部 布 设 了 双 层 钢 筋 网( 横 向 筋 为 西3 6 2 0， 纵 向 分 布 筋 为 西2 8 2 0 ) ，混凝 土浇筑时通 过钢筋 阻力 大 其纵横方 向跨 度 又 大 ，混 凝 土必 须 具 有 较 大 的流 动 性 和 填 充 性 ( 3 ) 蜗 壳 混 凝 土 。 蜗 壳 底 部 及 座 环 底 部 的 阴 角 部 位 是 混 凝 土 浇 筑 的 难 点 施 工 部 位 空 间 狭 小 振 捣 工无 法直 接 进 入振 捣 浇筑 时 须用 漏 斗将 高 流态 混 凝 土 从 座 环 顶 部 预 留孔 导 人 仓 里 ( 4)机 墩 及 风 罩 墙 。 机 墩 要 承 受 发 电 机 和 水 轮 机 的 全 部 动 、静 荷 载 受 力 情 况 复 杂 结 构 钢 筋 多 ， 机 电 设 备 的 埋 件 多 ：风 罩 墙 为 薄 壁 钢 筋 混 凝 土 结 构 钢 筋 密 集 浇 筑 质 量 要 求 高 。 普 通 混 凝 土 下 料 困 难 遇钢 筋和埋 件后 ，极 易离 析 ，局部不 易振 捣密实 。 ( 5 )排 架 柱 牛 腿 。厂 房 内钢 吊 车 梁 起 吊重 量 大 收稿 日期 ：2 0 1 0 一 O 1 0 6 作者简介 ：万海滨( 1 9 7 2 一) ，男，湖北监利人 ，工程师 ，从事水 利水 电工程质量管理 lT作 弟 3 6卷 弟 2具 Ij 坶 溟 ， 寺 ： 包 水 电蚰 J J芳上往 面 芯 日 头 E E 觥 上 肥 上 排 架 柱 最 大 分 层 高 度 达 7 m 钢 筋 在 牛 腿 部 位 非 常 密 集 混 凝 土 下 料 振 捣 极 其 困难 1 2施 工方 案 上 述部位 作业 空 间窄小 钢 筋密 集 ，不 易振 捣 ， 使 用 普 通 混 凝 土 和 泵 送 混 凝 土 无 法 保 证 质 量 ，施 丁 进 度 慢 为 了 保 证 混 凝 土 的 施 T 质 量 和 进 度 在 上 述 部 位需 要 配置 高 流 态 自密 实 混 凝土 高 流 态 自密 实 混 凝 土 是 将 泵 送 混 凝 土 中 加 入 粘 聚 剂 或 不 分 散 剂 ， 经 过搅 拌 后 混 凝 土 坍 落 度 达 到 2 4 2 7 c m ( 扩 展 度 5 0 7 0 c m) 能 象 水 一 样 流 动 且 不 离 析 将 拌 制 好 的 混 凝 土 卸 入 浇 筑 仓 面 混 凝 土 能 流 人 施 T 部 位 窄 小 、 钢 筋 密 集 或 混 凝 土 无 法 振 捣 的 部 位 具 有 自流 平 、 不 振 捣 、 自密 实 的 性 能 高 流 态 混 凝 土 设 计 要 求 扩 展 度 6 0 c 5 I l l I l 1 配 合 比 除 满 足 设 计 要 求 的 流 动 性 外 还 要 使 混 凝 土 具 有 良好 填 充 性 和 钢 筋 通 过 能 力 不 离 析 且 满 足 水 工 混 凝 土 耐 久 性 要 求 2 混凝土 配制 ( 1 ) 厂 房 使 用 的 高 流 态 混 凝 土 标 号 为 C 2 5 W8 F 2 0 0、C3 0 W8 F 2 0 0 ( 排 架 柱 牛 腿 使 用 ) 。 一 般 高 流 态 白密实 混 凝 土 的配 制 主要 是 存保 持 较 低 的水 胶 比条 件 下 解 决 混 凝 土 流 动 性 、通 过 问 隙 能 力 和 稳 定 性 同 时 还 需 要 提 高 混 凝 土 的 流 动 性 降 低 粘 滞 性 和 减 少 体积 收 缩 、保 证 混凝 土 硬 化 后不 与 钢衬( 钢 管 或肘 管 ，蜗 壳 ) 脱 、 不 出 现 收 缩 裂 缝 ， 以 满 足 施 工 和 质 量 要 求 白密 实 混 凝 土 配 合 比 设 计 町 参 照 以 下 控 制标 伟： 优 选 原材 料 ，粉 煤 灰 为优 质 I、 粉 煤 灰 水 ?尼强 度 等 级 不 低 4 2 5级 骨 料 最 大 粒 径 根 据 结构 要 求或 钢 筋 密集 程 度 最 大 为 4 0 mm： 胶 凝 材 料 用 量 3 8 0 4 5 0 k g，其 中 水 泥 用 量 除 了 满 足 强 度 、 耐久 性外 ，还 要 考 虑 满足 工 作 度 的要 求 ： 外 加 剂 减 水 率大 于 2 5 ； 水 胶 比小 于 0 4 0除 了从 强 度 上考 虑 水 胶 比 外 还 必 须 满 足 结 构 物 的 耐 久 性 要 求 ： 砂 、石 骨料 满足水 T 混凝 土质 量标准 和 规范 要求 。 砂 为 中砂 ； 混 凝土 坍 落 度 2 4 2 7 c m扩 展度 5 0 7 0 C I I 1 ： 混凝 土 含气 量 4 5 左 右 ( 2 )试 配 。 主要技 术 指 标 ： 水 泥 品 种 为甘 肃 祁 连 山 水 泥 集 团 有 限 公 司 生 产 的 P MH4 2 5中 热 硅 酸 盐 水 泥 。 粉 煤灰 采用 连 成 I级 粉煤 灰 砂 石 骨 料 采 用 当 地 天 然 砂 石 骨 料 砂 子 细 度 模 数 2 8 8 除 中石 超径 不符 合 规 范要 求 外 其余 各 项 检测 指 标 满 足规 范要 求 外 加 剂 。减 水 剂采 用 河 北 外加 剂 厂 生 产 的 D H3 G 高 效 缓 凝 剂 引 气 剂 为 河 北 外 加 剂 厂 生 产 DH9引 气 剂 增 稠 剂 是 南 江 苏 博 特 建 材 有 限 公 司 提 供 的 WE L AN CUM 增 稠 剂( 进 口 ) 试 配 混 凝 土 粘 聚 性 好 ， 静 置 3 0 rai n ，扩 散 度 为 5 7 c 1T I 损 失 5 c I n ：静 置 1 h 扩 散 度 为 5 0 c m，损 失 1 2 a m。 通 过 室 内试 配 混 凝 土扩 散 度损 失不 大 ，能 满 足施 _ 和设 计要 求 。混凝 土 2 8 d的 力学 指 标满 足设计 和耐 久性 要 求 。 3 施工方法 ( 1 ) 压 力 钢 管 平 段 底 部 混 凝 士 浇 筑 。 先 用 泵 送 混 凝 土 或 常 态 混 凝 土 浇 筑 钢 管 两 侧 保 证 钢 管 周 边 有 不 少 于 0 5 m 的 空 间 、浇 筑 断 面 呈 U 彤 后 再 用 高 流 态 混 凝 土 浇 筑 高 流 态 混 凝 _ 二 采 用 搅 拌 车 运 输 泵 送 人 仓 泵 管 山 口距 浇 筑 面 3 m用 高 抛 法 施 丁 。 高 流态 混 凝 土从 一 侧 下 料 向另 一 侧挤 压 待 另一 侧 混 凝 土 挤 压 到 位 后 改 变 下 料 点 直 至 整 个 混 凝 土 全 部 自流 通 过 钢 管 底 部 ：冉 从 压 力 钢 管 两 侧 对 称 下 料 ， 一 般 下 料 厚 度 不 大 于 5 0 c i n 有 条 件 时 可 附 带 西5 0 软 管 振 捣 浇 筑 前 安 装 千 分 表 ， 以 便 在 施 工 过 程 随 时 观 测 钢 管 的 移 位 和 变 形 特 别 是 高 强 钢 部 位 经 对 压 力 钢 管 施 T 变 形 观 测 均 在 规 范 允 许 范 ( 2)肘 管 腰 部 混 凝 土 浇 筑 肘 管 腰 部 以 下 面 积 大 形 状 复 杂 钢 筋 密 集 施 工 方 法 与 压 力 钢 管 类 似 关 键 是 来 料 速 度 要 快 首先 在 肘 管 下 游 和 两 侧 浇 常 态 混 凝 土 肘 管 巾后 部 用 泵 送 料 尽 量 减 少 流 态 料 的 使 用 量 待 肘 管 四 周 常 态 混 凝 土 和 泵 送 混 凝 土 无 法 振 捣 且 仅 剩 5 0 c I l l 左 右 的 下 料 空 问 时 改 用 高 流 态 混 凝 土 从 后 部 两 侧 或 后 部 下 料 因 肘 管 上 开 有 少 量 振 捣 和 观 测 孔 尽 量 利 用 观 测 孑 L 和 振 捣 孔 振 捣 保 证 混 凝 土 能 与 肘 管 钢 板 充 分 接 触 不 脱 空 待 高 流 态混 凝 土从 肘 管 下 游 和两 侧 流 后 采 用锤 击 法 检 查 没 有 脱 卒 即 可 结 束 高 流 态 混 凝 土 施 T ( 3 ) 蜗 壳 混 凝 土 浇 筑 浇 筑 最 关 键 的 是 要 掌 握 好 下 料 ，保 证 底 部 、碟 边 与 座 环 阴 角 部 位 浇 筑 密 实 蜗 壳 尺 寸 大 ， 共 分 4块 浇 筑 每 块 形 状 基 本 相 同 仅 施 工 空 间 大 小 不 一 样 蜗 壳 底 部 距 一 期 混 凝 土 面 3 0 1 0 0 c I T I 蜗壳 内侧 及 座环 阴角部 位无 法 下料 只 能 通 过 座 环 顶 部 的 西1 5 0 2 0 0 ml Y l 预 留 孑 L 下 料 人 仓 用 5 0软 轴 振 捣 器 进 行 振 捣 。 浇 筑 时 先 从 蜗 壳 外 侧 下 常 态 混 凝 土 ， 常 态 混 凝 土 与蜗 壳 之 间 留 3 0 5 0 c m 空 隙 根 据 蜗 壳 内 侧 空 间 情 况 从 蜗 壳 座 环 预 留孔 先 下 一部 分 普 通 泵送 料 再 改用 高 流 态 混凝 土 直 至混 凝土 从 内侧 向外 侧 流 出 ，且 蜗 壳底 部灌 满 然 后 再从 外 侧 下 常 态混 凝 土 保 证 高 流态 混 凝 土不 再 向 蜗 壳 外 侧 溢 出 ；蜗 壳 内 侧 浇 筑 要 根 据 阴 角 部 位 的 大 小 ，先 用 泵 送 混 凝 土 ，再 用 高 流 态 混 凝 土 从 每 个 座 环 预 留 孑 L 逐 个 送 人 直 接 灌 满 为 止 可 采 用 4 , 5 o软 轴振 捣 器 适 当振 捣 蜗 壳 内外 侧 混凝 土 要 对 称均 衡浇 筑 ( 4)机 墩 、风 罩 墙 、排架 柱 牛( 下 转 第 4 0页 ) W a t e r P o u w V o 1 3 6 N o 2阿 仓 次 为 4 7 4个 ， 较 原 规 划 6 9 6个 仓 次 减 少 2 2 2个 平 均 每 个 坝 块 减 少 近 1 0个 仓 次 节 约 直 线 丁 期 2个 月 左 右 加 快 了 施 工 进 度 2 3 3 冲 沙孔 左 非 1号 坝 段 碾压 混凝 土 快 速 施 工 方案 大 坝 冲沙 孔 左 非 1号 坝段 2 5 3 m 高程 以下 改 为 碾 压 混 凝 土 后 在 碾 压 混 凝 土 模 板 规 划 、施 T 分 仓 规 划 、设 备 配 置 等 方 面 进 行 了 优 化 设 计 ( 1 )分 仓 规 划 。碾 压 混 凝 土 分 仓 应 结 合 浇 筑 设 备 能 力 并 满 足 坝 体 结 构 要 求 优 化 将 冲 沙 孑 L 左 非 1号 坝 段 2 2 2 2 5 3 m 高 程 碾 压 混 凝 土 分 2仓 浇 筑 即 冲 沙 孑 L 甲 、 乙 、丙 块 左 非 l号 坝 段 并 为 大 仓 ： 冲 沙孔 丁块 、戊 块 并 为小 仓 除廊 道 底板 层 和 封 顶 层 间 歇 外 其 余 部 位 均 采 用 连 续 上 升 方 式 施 工 ( 2 ) 施 工 手 段 布 置 。 以 白卸 汽 车 入 仓 为 主 ，2 台 胎 带 机 和 缆 机 人 仓 为 辅 汽 车 入 仓 道 路 分 别 布 置 在 冲 沙 孔 坝 段 上 游 和 右 侧 2台 胎 带 机 分 别 布 置 在 冲 沙 孑 L 坝 段 上 游 和 右 侧 ( 3 )模 板施 T 。碾 压 混 凝 土模 板 均是 以满 足混 凝 土 连 续 上 升 为 目 的 进 行 规 划 设 计 的 其 中 纵 横 缝 键 槽 部 位 采 用 3层 键 槽 模 板( 每 层 高 1 6 0 c m) 翻 转 形 式 施 工 利 用 仓 内埋 设 i 角 柱 支 撑 固 定 ： 大 坝 外露 面 采用 翻 转模 板 施 工 翻转模 板 以 3块 为 一 组 ( 每 块 高 2 1 0 c m)交 替 翻 转 上 升 。 2 4实施情 况 2 4 1 进 度 买施 左 岸 大 坝 冲 沙 孑 L 左 非 5号 坝 段 白 2 0 0 8年 2月 开 始 全 面 浇 筑 2 0 0 8年 1 0月 底 达 到 进 水 前 形 象 要 求 施 T 过 程 中 除 左 非 6号 坝 段 受 左 非 7号 坝 段 不 良地质体 影响而使备 仓时 问较长外 ，其他各坝段 均实 现 了快 速 上 升 月 平 均 上 升仓 位 一 般 均 在 4层 以 上 ( 上 接 第 3 7 页 )腿 混 凝 土 浇 筑 。 该 部 位 钢 筋 密 集 ， 外 观 质 量 要 求 高 要 分 层 下 料 层 厚 5 0 c m ，关 键 是 保 证 高 流 态 混 凝 土 浇 筑 后 的 均 匀 性 ，不 出 现 混 凝 土振捣 分 层 影 响混 凝 土强 度 ，采用 小 功 率软 轴振 捣 器 或 附 着 式 振 捣 器 振 捣 ， 如 采 用 4 , 5 0的 小 功 率 软 轴 振 捣 器 振 捣 最 后 一 层 混 凝 土 入 仓 后 静 置 2 3 h再 振 捣 当 表 面 浮 浆 过 厚 时 可 加 入 干 净 的 2 0 mm 碎 石 。 4 结语 f 1 )高 流态 自密 实混 凝 土施 T 特 别适 用 于 钢 筋 密集 、空 间窄 小 和人 工 无法 振 捣 部位 ，在 积石 峡水 电站 采 用高 抛 工艺 和小 功率 振 捣施 工 ，混凝 土施 工 2 4 2强度 分析 最 大 月 浇 筑 强 度 达 到 1 6 6万 m3 加 上 同 期 完 成 的 大 坝 结 合 段 、二 期 上 纵 碾 压 混 凝 土 围 堰 等 最 大 月 浇 筑 强 度 达 到 2 5万 1 3 1 3 常 态 温 控 混 凝 土 最 大 月 浇 筑 强 度达 到 l 3 1万 m， ，未超 出拌 和系统 供料 能力 2 4 3质 量控制 ( 1 ) 温 度 控 制 。 为 有 效 监 测 大 坝 内 部 温 度 ， 在 冲 沙 孔 左 非 6号 坝 段 埋 设 温 度 计 l 0 5支 对 大 坝 碾 压 混 凝 土 、高 升 层 混 凝 土 内 温 度 进 行 了 观 测 观 测 成 果 表 明 坝 内 温 度 得 到 了 有 效 地 控 制 未 超 出 设 计允 许 温 度 ( 2 ) 导 流 底 孔 体 形 2 0 0 8年 l 0月 底 完 成 6 个 导 流 底 孔 混 凝 _十 浇 筑 和 顶 板 钢 衬 安 装 及 时 对 导 流 底 孔 体 形 进 行 测 量 ， 6个 孑 L 共 布 设 断 面 2 7 5个 ， 测 点 5 5 0 0个 测 量 数 据 表 明 ， 除 个 别 部 位 外 8 4 以 卜偏 差 均 在 2 0 mm 以 内 最 终 竣 工 形 体 的 测 量 结 果 表 明 各 孔 位 置 及 结 构 尺 寸 与 设 计 图 纸 较 吻 合 满 足 设 计 要 求 3 结语 针 对 左 岸 大 坝 全 面 浇 筑 时 间 较 原 计 划 滞 后 了 5 个 月 这 一 实 际 情 况 围 绕 实 现 大 江 截 流 这 一 目标 对 左 岸 大 坝 混 凝 土 快 速 施 工 方 案 进 行 了 研 究 通 过 对 不 良地 质 体 碾 压 混 凝 土 回 填 、导 流 底 孔 顶 板 钢 衬 封 顶 、 大 坝 浇 筑 高 升 层 、施 T设 备 布 置 等 方 面 的 研 究 攻 克 了 高温 季 节 高 强 度 混 凝 土 浇 筑 、导 流 底 孔 施 T 、 高 温 季 节 接 缝 灌 浆 、施 工 设 备 布 置 等 技 术 难 题 大 大 地 加 快 了 施 丁 速 度 大 坝 混 凝 土 在 基 坑 进 水 前 达 到 了 形 象 要 求 确 保 2 0 0 8年 l 2月 按 期 实 现 主 河 床 截 流 ( 责任编辑杨健 ) 质 量 得 到 了 较 好 保 证 在 外 界 振 捣 力 的 作 用 下 易 出 现 骨 料 下 沉 水 泥 浆 上 浮 现 象 ， 对 结 构 受 力 要 求 高 ( 排 架 柱 ) 的 部 位 可 采 用 推 迟 振 捣 时 间 或 掺 石 等 施 丁方 法 改 善 混 凝 土 质 量 。 ( 2)对 高 流 态混 凝 土 的基 本 要求 是 足够 的流 动 性 和 抗 泌 水 、抗 分 离 的 稳 定 性 。 高 流 态 自密 实 混 凝 土 具 有 施 工 速 度 快 不 振 捣 自 密 实 的 特 点 ，但 是 施 工 成本 高 要 合理 使用 。 ( 3)对 于 钢 管 、肘 管 、蜗 壳 等 钢 衬 部 位 浇 筑 时 ， 要 严 格 控 制 好 浇 筑 速 度 应 派 专 人 通 过 事 先 设 置 的 干分 表 观 察 钢 衬 、 模 板 的 变 形 情 况 ，若 小 现 变 形 ， 应 暂 停 浇 筑 或 减 慢 浇 筑 速 度 ( 责任 编辑刘 书秋 )